于該工件102的射束位置。
[0030]在一實(shí)施例中，該射束調(diào)變系統(tǒng)112包含單一聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)以架構(gòu)來(lái)偏轉(zhuǎn)該激光脈沖射束105以沿著單一軸來(lái)掃描該第三掃描場(chǎng)204內(nèi)的射束位置。在另一實(shí)施例中，該射束調(diào)變系統(tǒng)112包含二聲光偏轉(zhuǎn)器，其中，一第一聲光偏轉(zhuǎn)器被架構(gòu)來(lái)偏轉(zhuǎn)該激光脈沖射束105并沿著該X軸掃描該第三掃描場(chǎng)204內(nèi)的射束位置，且一第二聲光偏轉(zhuǎn)器被架構(gòu)來(lái)偏轉(zhuǎn)該激光脈沖射束105并沿著該Y軸掃描該第三掃描場(chǎng)204內(nèi)的射束位置。然而，會(huì)理解到該射束調(diào)變系統(tǒng)112可以任何其它合適或有利方式來(lái)架構(gòu)。例如，除了或取代一聲光偏轉(zhuǎn)器外，該射束調(diào)變系統(tǒng)112還可包含一或更多聲光調(diào)變器(AOMs)、電光偏轉(zhuǎn)器(EODs)、電光調(diào)變器(EOMs)、快速操縱反射鏡(FSMs)(例如，高帶寬(約大于10千赫)快速操縱反射鏡)，或雷同者或其結(jié)合。
[0031]該激光處理設(shè)備100可進(jìn)一步包含一系統(tǒng)控制器114，其通訊性耦接至該工件定位系統(tǒng)108、該射束定位系統(tǒng)110、該射束調(diào)變系統(tǒng)112及該激光系統(tǒng)104。該系統(tǒng)控制器114被架構(gòu)來(lái)控制前述這些系統(tǒng)(該工件定位系統(tǒng)108、該射束定位系統(tǒng)110、該射束調(diào)變系統(tǒng)112及/或該激光系統(tǒng)104)之一或更多或全部的操作以在該工件102內(nèi)形成特征(例如。擊潰、通孔、盲孔、溝渠、切口及其它特征)。在一實(shí)施例中，該系統(tǒng)控制器114可控制該激光系統(tǒng)104的操作以改變?cè)摷す庀到y(tǒng)104所產(chǎn)生脈沖的脈沖重復(fù)頻率(例如，自約20千赫至約2000千赫范圍內(nèi))。對(duì)于在此所揭示的使用高脈沖重復(fù)頻率激光(例如，在自約200千赫至約500千赫范圍內(nèi))的某些實(shí)施例而言，該系統(tǒng)控制器114不需要在激光處理一擊潰時(shí)改變?cè)撁}沖重復(fù)頻率。
[0032]在一實(shí)施例中，該系統(tǒng)控制器114可控制該射束調(diào)變系統(tǒng)112的操作以掃描相對(duì)于該工件102的射束位置并在該工件102內(nèi)形成一“高特征密度區(qū)域”(例如，包含由小于或等于500微米間距或其左右所分隔特征的范圍)。該系統(tǒng)控制器114可進(jìn)一步控制該射束定位系統(tǒng)110及/或該工件定位系統(tǒng)108的操作，同時(shí)形成該高特征密度區(qū)域。
[0033]在另一實(shí)施例中，該系統(tǒng)控制器114可控制該射束定位系統(tǒng)110的操作以掃描相對(duì)于該工件102的射束位置并在該工件102 (例如，包含由例如約1000微米的大于500微米間距或其左右所分隔特征的范圍)內(nèi)形成一“中特征密度區(qū)域”。該系統(tǒng)控制器114可進(jìn)一步控制該射束調(diào)變系統(tǒng)112及/或該工件定位系統(tǒng)108的操作，同時(shí)形成該中特征密度區(qū)域。
[0034]在再一實(shí)施例中，該系統(tǒng)控制器114可控制該射束定位系統(tǒng)110的操作并以協(xié)調(diào)方式進(jìn)一步控制該射束調(diào)變系統(tǒng)112的操作，以克服高速的速度限制、小區(qū)域定位錯(cuò)誤和該射束定位系統(tǒng)110的帶寬限制。例如，若該激光處理設(shè)備100不包含該射束調(diào)變系統(tǒng)112，該射束定位系統(tǒng)110可被控制來(lái)掃描相對(duì)于該工件102的射束位置，使得在該射束內(nèi)的激光脈沖依序撞在該工件102上以形成如圖3所示的圓形斑點(diǎn)圖案(如所示地，該環(huán)形斑點(diǎn)圖案具有最大寬度約為600微米)。然而，通過(guò)該射束調(diào)變系統(tǒng)112與該射束定位系統(tǒng)110的協(xié)調(diào)操作，該激光處理設(shè)備100可被架構(gòu)以形成圖4(如所示地，該正方形斑點(diǎn)圖案具有一約600微米X約600微米大小)所示的正方形斑點(diǎn)圖案。
[0035]在一實(shí)施例中，參考至圖5，圖4所示斑點(diǎn)圖案可通過(guò)控制該射束定位系統(tǒng)110沿著例如線條500的線條掃描該第二掃描場(chǎng)202內(nèi)的射束位置而形成，且該射束調(diào)變系統(tǒng)112可被控制以沿著一方向進(jìn)一步掃描該第三掃描場(chǎng)204(其是以該線條500的結(jié)尾為中心)內(nèi)的射束位置(例如，線條502所示，中心位于該第三掃描場(chǎng)204內(nèi))，使得激光脈沖依序撞在該工件102上以形成正方形斑點(diǎn)504(例如圖4所示那個(gè))圖案。通過(guò)施加上面圖5所述范例性程序，該射束位置可透過(guò)該工件以約每秒5米(米/秒)速率或甚至更高速率來(lái)掃描，視該電流驅(qū)動(dòng)能力而定。然而，會(huì)理解到該射束調(diào)變系統(tǒng)112與該射束定位系統(tǒng)110的操作可以任何方式進(jìn)行協(xié)調(diào)以在該工件102上形成任何合適或有利的斑點(diǎn)圖案。
[0036]大體上，該系統(tǒng)控制器114可包含定義各種控制函數(shù)的操作邏輯電路(未顯示)，且可以是一專屬硬件形式，例如一硬接線狀態(tài)機(jī)器、一處理器執(zhí)行程序指令及/或不同于那些熟知此項(xiàng)技術(shù)的人士會(huì)想到的形式。操作邏輯電路可包含數(shù)字電路、模擬電路、軟件或任何這些類型中的混搭結(jié)合。在一實(shí)施例中，該系統(tǒng)控制器114可包含一處理器，例如，一可程式微控制器、微處理器或可包含安排來(lái)根據(jù)該操作邏輯電路執(zhí)行儲(chǔ)存于內(nèi)存內(nèi)的指令之一或更多處理單元的其它處理器。內(nèi)存(例如，計(jì)算機(jī)可讀取媒體)可包含有半導(dǎo)體、磁性及/或光學(xué)類在內(nèi)的一或更多類型及/或可以是一揮發(fā)性及/或非揮發(fā)性類。在一實(shí)施例中，內(nèi)存儲(chǔ)存可被該操作邏輯電路執(zhí)行的指令。替代性地或額外地，內(nèi)存可儲(chǔ)存該操作邏輯電路所操控的數(shù)據(jù)。在一配置中，操作邏輯電路和內(nèi)存是包含于一控制器/處理器的操作邏輯電路形式，其管理并控制該工件定位系統(tǒng)108、該射束定位系統(tǒng)110及/或該射束調(diào)變系統(tǒng)112的操作樣式，然而在其它安排中，它們可以是獨(dú)立的。
[0037]如在此所述地，該激光處理設(shè)備100被架構(gòu)來(lái)致能該射束定位系統(tǒng)110和該射束調(diào)變系統(tǒng)112的協(xié)調(diào)操作以形成高速且具高位置精確度的特征。在某些實(shí)施例中，該些激光處理設(shè)備100可進(jìn)一步包含具有例如該射束調(diào)變系統(tǒng)112和該系統(tǒng)控制器114及例如一激光能量監(jiān)視器(LEM) 116的激光功率控制(LPC)系統(tǒng)。大體上，該激光功率控制系統(tǒng)可被架構(gòu)來(lái)測(cè)量個(gè)別激光脈沖(例如基于質(zhì)量和控制目的)的脈沖能量，控制個(gè)別激光脈沖的脈沖能量，促進(jìn)對(duì)脈沖能量和脈沖重復(fù)頻率的快速變化，協(xié)調(diào)個(gè)別激光脈沖的脈沖能量控制與射束位置一致，協(xié)調(diào)該些激光脈沖的產(chǎn)生和調(diào)變，或雷同者或其結(jié)合。
[0038]I1.范例性擊潰處理實(shí)施例
[0039]如上所述地，當(dāng)處理?yè)魸⒒蚱渌卣鲿r(shí)，可能超過(guò)例如圖1所示激光處理設(shè)備100的復(fù)合運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力限制(例如，線性臺(tái)階加速度或速度，或電流驅(qū)動(dòng)式掃描場(chǎng))。例如，再參考至圖1和2，若一擊潰或其它特征的工具路徑是落在例如該第二掃描場(chǎng)202的電流驅(qū)動(dòng)式領(lǐng)域內(nèi)，則該電流式反射鏡對(duì)IlOaUlOb可提供充足射束速度和加速度來(lái)產(chǎn)生可接受處理生產(chǎn)能力。然而，若該擊潰或其它特征的工具路徑是大于該電流驅(qū)動(dòng)式領(lǐng)域，則該工件定位系統(tǒng)108的臺(tái)階也許需要考慮到。大體上，在習(xí)知系統(tǒng)中，因?yàn)樽畲筇幚硭俣扔捎谠摷す庀到y(tǒng)104的功率限制而保持相當(dāng)?shù)氐?，故已提供臺(tái)階充足的速度來(lái)跟上激光處理。在激光功率持續(xù)增加時(shí)，處理速度也同時(shí)增加以改善生產(chǎn)能力。然而，若超過(guò)臺(tái)階速度和加速度限制，經(jīng)由較高激光功率所提供生產(chǎn)能力增加的利益也許不被實(shí)現(xiàn)。
[0040]因此，在此所揭示某些實(shí)施例通過(guò)將激光處理命令(例如，自該系統(tǒng)控制器114引發(fā)至該激光系統(tǒng)104、該工件定位系統(tǒng)108、該射束定位系統(tǒng)110及/或該射束調(diào)變系統(tǒng)112中的一者或更多)分割成一系列獨(dú)立“程序段”來(lái)提供工具路徑或擊潰優(yōu)化，每一個(gè)程序段包含描述該射束位置、脈沖重復(fù)頻率或脈沖期、用于激光脈沖的脈沖能量設(shè)定點(diǎn)、射束速度和其它激光處理參數(shù)或其結(jié)合的信息。因此，該系統(tǒng)控制器114可包含一程序段處理子系統(tǒng)，架構(gòu)來(lái)過(guò)濾、分割、處理或在其它方面上將每一個(gè)“程序段”內(nèi)含信息轉(zhuǎn)換成射束位置命令、脈沖期命令和激光脈沖能量命令。
[0041]例如，圖6根據(jù)某些實(shí)施例略示分割成程序段的多個(gè)擊潰序列610、612、614、616、618,620ο在本范例中，每一個(gè)擊潰序列610、612、614、616、618、620是在該整個(gè)序列期間打開(kāi)激光(例如，射出一激光脈沖系列)進(jìn)行處理的連續(xù)線條。激光處理可包含例如在該擊潰序列610的第一程序段622起始處打開(kāi)該激光，依序處理該擊潰序列610的程序段622、624、626、628、630、632，在該擊潰序列610的最后程序段632結(jié)尾處關(guān)閉該激光，當(dāng)該射束路徑到達(dá)該擊潰序列612的第一程序段634起始處再次打開(kāi)該激光，依序處理該些程序段634、636，及在該擊潰序列612的最后程序段636結(jié)尾處再次關(guān)閉該激光。類似地，該激光處理包含在該些擊潰序列614、616、618、620各自的開(kāi)始和結(jié)尾處，打開(kāi)和關(guān)閉該激光。
[0042]為了維持一致性處理質(zhì)量，自一程序段至下一段(例如，自程序段622至程序段624)及/或自一擊潰序列至下一序列(例如，自擊潰序列610至擊潰序列612)的一或更多激光處理參數(shù)也許需要被調(diào)整。進(jìn)一步，有可能增加某些程序段期間的程序速度。例如，該臺(tái)階的動(dòng)力限制可允許該線性程序段630以較該圓弧段628那個(gè)更高的射束速度進(jìn)行處理。如下所述地，改變?cè)撍俣葧?huì)需要改變?cè)撁}沖重復(fù)頻率或其它激光參數(shù)。因此，根據(jù)某些實(shí)施例，該系統(tǒng)控制器114執(zhí)行一優(yōu)化例程來(lái)仿真激光處理參數(shù)和射束定位器軌道以決定該些程序段中每一個(gè)的最大速度。該系統(tǒng)控制器114接著選取該些預(yù)定速度之一或更多來(lái)處理該些擊潰序列610、612、614、616、618、620中的每一個(gè)程序段。
[0043]圖7根據(jù)各種實(shí)施例略示針對(duì)相對(duì)應(yīng)擊潰序列的多個(gè)程序段所選取速度的范例性時(shí)間圖。在一第一時(shí)間圖710中，第一多個(gè)程序段712、714、716對(duì)應(yīng)至一第一擊潰序列717，且第二多個(gè)程序段720對(duì)應(yīng)至一第二擊潰序列722。該第一擊潰序列717是連續(xù)性且通過(guò)在時(shí)間Tl打開(kāi)一激光并在時(shí)間Τ2關(guān)閉該激光來(lái)處理。類似地，該第二擊潰序列722是連續(xù)性且通過(guò)在時(shí)間Τ3打開(kāi)該激光并在時(shí)間Τ4關(guān)閉該激光來(lái)處理。
[0044]如上所述地，該系統(tǒng)控制器114執(zhí)行一優(yōu)化例程，其仿真激光處理參數(shù)及射束定位器軌道以決定用于程序段712、716的最大速度VI，用于程序段714的最大速度V2，用于程序段718的最大速度V3，和用于程